KR101382431B1 - 수제 비누 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수제 비누 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 식물 씨앗을 세척하는 단계; 세척한 식물 씨앗을 압착하여 식물성 오일을 추출하는 단계; 부직포 필터를 이용하여 추출된 식물성 오일을 정제하는 단계; 정제된 식물성 오일, 수산화나트륨 및 물을 혼합하여 교반하는 단계; 및 혼합된 혼합물을 냉각하여 비누화하는 단계;를 포함하는 수제 비누 제조 방법과 그에 따라 제조된 수제 비누가 제공된다.

Description

수제 비누 및 이의 제조 방법 {NATURAL SOAP AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 수제 비누 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 식물성 유지에서 지방산을 제거하지 않고 글리세린의 함유량을 극대화시킨 수제 비누 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

비누를 만들기 위해 견과류나 씨앗으로부터 추출한 천연지방이나 오일은 알콜 글리세롤과 스테아린산, 올레인산, 팔미트산 같은 여러 지방산의 에스테르 결합체로 이 지방산을 이용하여 가성소다와 반응하면 비누와 글리세린이 생성된다. 이 반응을 비누화 반응이라 하며 반응식은 다음과 같다.

(RCOO)₃C₃H₅ + 3NaOH → 3RCOONa + C₃H₅(OH)₃

비누분자 안에는 소수성기와 친수성기를 같이 가지고 있어 소수성기는 기름부분을 잡아 당기고 친수성기는 물을 잡아당기므로 기름때 입자를 물 속으로 분산시켜 세탁작용을 한다. 일반비누는 보습 성분인 글리세린을 별도로 분리하여 따로 판매하지만(글리세린을 함유하고 있으면 비누제조과정에서 숙성시간이 오래 걸리므로 따로 분리한다), 지방산(포화지방산;유리산 포함)을 제거하지 않은 수제 비누는 보습 성분인 글리세린을 함유하고 있어, 사용 후에도 피부를 촉촉하게 한다.

또한 수제비누는 일반비누와 달리 식물성오일만 사용하므로 동물성이나 광물성오일을 사용하는 일반비누와는 다르며 향이나 색소도 합성 향이 아닌 천연 향, 예를 들면 오렌지 추출 오일을 사용한다.

첨가물에서도 합성계면활성제나 방부제(EDTA), 경화제 대신, 천연 보존제인 토코페롤 및 과일 추출물 등을 사용한다. 그러므로 수제 비누는 환경 친화적이고 물에서 분해되는 시간이 짧아 수질을 오염시키지 않는다.

지금까지의 비누는 자신의 피부타입이나 특성을 고려하지 않고, 단지 획일적으로 오물이나 기타 더러워진 피부의 표면을 지우기 위한 수단으로 만들어졌을 뿐 아니라, 대량생산 비누는 생산성 향상과 제조시간의 단축, 빨리굳음 등 재고보유 기간의 장기화 등을 위해, 쉽게 변질되지 않도록, 합성 계면활성제와 유도체 기타 방부제 등이 포함되어있어, 인공 화학덩어리라고 말할 수 있다.

또한 가정에서 주로 사용되는 화학비누는 대부분 지방산(글리세린을 제거한)에 알칼리와 반응하여, 비누를 제조하고 있으며 세탁효과가 좋고 거품이 잘생기고, 헹굴 때에는 깨끗해 보인다. 그러나, 합성계면활성제나 방부제의 사용으로 피부를 거칠게 하거나 환경을 오염시킨다.

상업적으로 제조하는 비누는 글리세린이 제거되는데 이로써 비누가 더 단단해지고 오래 쓸 수 있도록 해준다.

그리고, 현재 수제 비누라고 판매되는 모든 비누에는 글리세린을 포함하고 있다고 하지만, 극히 소량이며(인위적으로 첨가), 비누화 반응 현상이 거의 일어나지 않는다고 할 수 있으며, 이렇게 제조된 비누는 일반 비누보다는 좋은 반응(인위적인 첨가로 인해서 화학적 비누보다는 피부의 건조 현상에서 있어서)을 보인다고 할 수 있겠다. 문제는 이렇게 만들고 있는 수제 비누의 기본이 되는 오일이 대형 오일 회사에서 생산된 제품을 이용하고 있기에 글리세린의 형성이 매우 희박하다. 글리세린이 형성되기 위해서는 식물의 압착 과정에서 바로 나온 브라운 칼라의 오일을, 정제하는 과정을 통하여, NaOH를 넣지 않고 정제를 해야만, 비누화 반응(식품용으로 PH 값을 낮추기 위한 방법이 아니기에 포화지방산과 유리산이 NaOH와 반응하여 글리세린 형성)을 극대화할 수 있는 것이다.

대형 오일 회사의 정제법은 일반적으로 인체에 불필요한 포화 지방산 및 유리산(식물성 오일의 산패를 일으키는 원인)을 제거하며, 그 과정에서 NaOH를 이용한다. NaOH 과정에서 글리세린의 부산물이 생성되며, 기타 불순물(스테아린산, 유리산, 기타 물질)이 함께 제거되고 있다.

식물성 씨앗이 가지고 있는 특징도 함께 제거되고 있는 것이다. 현재 수제 비누를 만들고 있는 모든 사람들이 비누화 반응으로 생성이 되는 글리세린이라고 정보를 제공하고 있지만 사실적으로 대형 오일 회사의 정제된 오일로 비누화 반응을 시킬 수 없는 것이 현실이다.

인체 즉 피부 건조의 지연 및 부드러움을 제공할 수 있는 진정한 수제 비누가 만들어지기 위해서는 반드시, 식물의 씨앗을 통한 오일에서 NaOH를 첨가하 지 않고, 나온 오일이어야 한다.

비누제조방법은 크게 검화법, 중화법 및 에스테르 교환법으로 구분할 수 있다. 검화법은 유지를 알칼리와 함께 가열하면 유지가 가수분해되어 비누와 글리세린을 생성하는 방법이고, 중화법은 유지를 산이나 금속산화물같은 촉매를 쓰고, 고온, 고압에서 가수분해하면 글리세롤과 지방산으로 분해되는 바, 이 지방산을 정제한 후 알칼리로 중화시키는 방법이다. 한편, 에스테르 교환법은 유지를 촉매 존재 하에 메탄올과 에스테르 교환에 의해 지방산 메틸에스테르가 생성되고 글리세린이 분해되는데, 이때 얻어진 지방산 메틸에스테르를 증류에 의해 정제한 후, 알칼리로 검화하면 비누와 메탄올이 생성되는 방법이다.

일반적인 수제 비누의 공정은 대형 오일 제조회사에서 판매되는 식물성 유지를 이용하여 제조한다. 그러나, 대형 오일 제조회사에서 생산하여 판매하는 식물성 유지는 식품으로서 판매되므로, NaOH를 이용하여 포화지방산과 유리산을 제거하는데, 그 과정에서 글리세린도 함께 제거된다.

포화지방산을 제거하는 이유는 인체에서 분해가 되지 않는 지방산이기에 그것을 제거하여 식품화하는 것이다. 주로 수산화나트륨(NaOH)을 이용하여, 포화지방산을 제거한다. 포화지방산과 알칼리 수용액(NaOH)이 만나면 글리세린이 형성되며, 이것을 제거함으로써 포화지방산이 식물성 기름에서 거의 포함하지 않게 된다.

이러한 대형 오일 제조사의 식물성 유지를 이용하여 비누를 제조하는 수제 비누의 경우 글리세린 함유량이 거의 미비하기 때문에, 글리세린을 비누 제조 과정에서 별도로 첨가하게 된다. 이와 같이 인위적으로 첨가한 글리세린은 내부 성분과의 자연적 결합이 아닌 첨가된 성분의 성질을 보이므로, 사용하였을 때, 그 효과가 떨어지는 문제점이 있다.

한국공개특허 10-2010-0029969

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 식물성 유지에서 지방산을 제거하지 않고 정제한 후, 정제된 식물성 유지를 이용하여 비누화 과정을 수행하여 비누화 과정을 통하여 글리세린을 생성하고, 이러한 글리세린의 함유량을 극대화시킨 수제 비누 및 이의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 식물 씨앗을 세척하는 단계; 세척한 식물 씨앗을 압착하여 식물성 오일을 추출하는 단계; 부직포 필터를 이용하여 추출된 식물성 오일을 정제하는 단계; 정제된 식물성 오일, 수산화나트륨 및 물을 혼합하여 교반하는 단계; 및 혼합된 혼합물을 냉각하여 비누화하는 단계;를 포함하는 수제 비누 제조 방법이 제공된다.

상기 부직포 필터를 이용하여 추출된 식물성 오일을 정제하는 단계 이후에, 제오라이트, 해포석 및 모래를 포함하는 필터를 이용하여 식물성 오일을 정제하는 단계를 더 포함한다.

상기 식물 씨앗으로 해바라기씨 또는 유채씨를 사용하는 것을 특징으로 한다.

상기 필터는 구성 성분의 전체 중량 대비, 제오라이트는 10 ~ 15 중량%, 해포석은 10 ~ 15 중량%를 차지하며, 나머지는 모래로 구성되는 것을 특징으로 한다

상기 정제된 식물성 오일, 수산화나트륨 및 물을 혼합하여 교반하는 단계는 식물성 오일 69 ~ 70중량%, 수산화나트륨 6 ~ 7중량%, 나머지는 물을 혼합하고, 섭씨 45 ~ 50도의 온도로 가열하면서 교반하는 것을 특징으로 한다.

상기 혼합된 혼합물을 냉각하여 비누화하는 단계는 상기 혼합된 혼합물을 섭씨 40 ~45도로 자연 냉각하여 비누화하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 위 수제 비누 제조 방법에 따라 제조된 수제 비누가 제공된다.

본 발명에 따르면, 식물성 유지에서 지방산을 제거하지 않고, 비누화 과정을 통하여 글리세린을 생성하여 비누 제조 공정을 단순화할 수 있으며, 글리세린의 함유량을 극대화할 수 있게 된다.

식물성 유지의 포화지방산을 수산화 나트륨과의 결합을 통한 비누화 과정에서 생성된 글리세린은 인위적으로 첨가된 글리세린에 비하여 피부를 보호하는 세라마이드와 결합성을 극대화시킬 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수제 비누 제조 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 글리세린 함량 측정결과를 나타낸 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수제 비누 제조 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 1을 참조하면, 식물의 씨앗을 세척하는 과정을 수행한다(S100).

그 다음, 세척한 식물의 씨앗을 압착하여 식물성 오일을 추출하는 과정을 수행한다(S200).

셀룰로이드 성분이 함유된 부직포 필터를 이용하여 추출된 식물성 오일을 1차 정제하는 과정을 수행한다(S300).

그리고 나서, 제오라이트(zeolite), 해포석(sepiolite) 및 모래를 포함하는 필터를 이용하여 1차 정제된 식물성 오일을 2차 정제하는 과정을 수행한다(S400).

정제된 식물성 오일, 수산화나트륨 및 물을 혼합하여 교반하는 과정을 수행한다(S500).

그리고 나서, 혼합된 혼합물을 냉각하여 비누화하는 과정을 수행한다(S600).

이하에서 각 단계별 과정을 보다 상세히 살펴본다.

식물 씨앗 세척 과정( S100 )

본 발명의 실시예에서는 식물 씨앗으로 해바라기씨 또는 유채씨를 사용한다. 해바라기씨는 검은색이나 회녹색을 띠고 흰색 줄무늬가 그려진 껍질에 싸여있다. 질감이 부드러우며 불포화지방산 함량이 높고, 비타민E, 엽산, 마그네슘, 구리를 다량함유하고 있다. 해바라기씨에서 추출한 오일은 암억제에 효능이 있으며, 콜레스테롤과 중성지방을 감소시키는 효능이 있다.

유채씨는 유채(Brassica napus)의 씨앗으로서, 유채는 십자화과에 속하며, 20세기 후반까지는 널리 재배되지 않았으나다. 이 무렵 캐나다에서 영양학적으로 보다 적합한 카놀라라는 새로운 품종이 개발되었다. 오늘날 유럽에서 씨를 얻기 위해 재배하는 종은 바로 이 카놀라이며, 이것을 분쇄해서 처리하면 맑고 담백한 조리용 기름을 얻을 수 있다. 또한, 유채유는 보습기능이 뛰어나고 피부 친화력이 높아 화장품의 원료로 사용된다.

식물성 오일 추출 과정( S200 )

세척된 식물 씨앗을 저온에서 압착하여 식물성 오일을 추출하는 과정을 수행한다.

본 실시예의 경우, 섭씨 40도 ~ 45도의 온도에서 압착하여 식물성 오일을 추출한다.

1차 정제 과정( S300 )

셀룰로이드 성분이 함유된 부직포 필터를 이용하여 추출된 식물성 오일을 정제한다. 이러한 부직포 필터를 통과시키면 식물성 오일의 끈적한 물질인 GUM이 제거된다.

2차 정제 과정( S400 )

1차 정제된 식물성 오일을 천연 광물질 성분인 제오라이트(zeolite), 해포석(sepiolite) 및 모래로 구성된 필터를 이용하여 2차 정제시킨다.

본 실시예에서 필터 성분의 전체 중량 대비, 제오라이트(zeolite)는 10 ~ 15 중량%, 해포석(sepiolite)은 10 ~ 15 중량%를 차지하며, 나머지는 모래로 구성된다.

제오라이트와 해포석으로만 정제를 하였을 경우, 브라운 칼라의 Gum 성분이 제오라이트와 해포석과 함께 혼합되면서, 지속적으로 정제가 어려워진다.

이러한 막힘 현상을 없애기 위해서, 모래를 첨가하여, 지속적인 흐름을 유지시켜 준다.

혼합 과정( S500 )

정제된 식물성 오일, 수산화나트륨 및 물을 혼합하여 교반시킨다.

본 실시예의 경우, 식물성 오일 69 ~ 70중량%, 수산화나트륨 6 ~ 7중량%, 나머지는 물을 혼합하고, 섭씨 45 ~ 50도의 온도로 가열하면서 교반시킨다.

위 조성물 이외에 색소 또는 향료를 추가로 혼합할 수 있다.

비누화 과정( S600 )

혼합 과정을 통해 혼합된 혼합물을 섭씨 40 ~ 45도의 온도가 되면 마요네즈와 비슷한 형태가 되면서 자연적으로 냉각하여 비누화 과정을 거친다.

이와 같은 비누화 과정에서 글리세린이 생성되며, 생성된 글리세린은 피부를 보호하는 세라마이드(피부의 표피에는 지질층이 있음 친수성과 친유성을 가지는 성질)와 결합성을 극대화하는 특징을 보인다.

그 결과, 인위적으로 첨가한 글리세린에 비하여 보습 효과가 뛰어나며, 피부세포의 재생 능력을 원활하게 하는 특징이 있다.

실시예 1

해바라기씨 1000g을 준비하여 세척한 후, 압착기를 이용하여 섭씨 45도의 온도에서 압착하여 해바라기씨유를 추출하였다.

그 다음, 셀룰이로이드를 함유한 부직포 필터를 이용하여 해바라기씨유를 1차 정제한 후, 제오라이트, 해포석 및 모래를 포함하는 필터를 이용하여 해바라기씨유를 2차 정제하였다.

그리고 나서, 해바라기씨유 700g, 수산화나트륨 93.8g 및 물 231g을 혼합하여, 섭씨 45 ~ 50도에서 교반한 후, 혼합된 혼합물을 섭씨 40 ~45도로 자연 냉각하여 비누를 제조한다.

실시예 2

유채씨 1000g을 준비하여 세척한 후, 압착기를 이용하여 섭씨 45도의 온도에서 압착하여 유채유를 추출하였다.

그 다음, 셀룰이로이드를 함유한 부직포 필터를 이용하여 유채씨유를 1차 정제한 후, 제오라이트와 해포석 그리고 모래를 포함하는 필터를 이용하여 유채씨유를 2차 정제하였다.

그리고 나서, 유채씨유 700g, 수산화나트륨 94.5g 및 물 231g을 혼합하여, 섭씨 45 ~ 50도에서 교반한 후, 혼합된 혼합물을 섭씨 40 ~ 45도로 자연 냉각하여 비누를 제조하였다.

비교예 (종래 기술)

대형 오일 제조회사에서 생산하여 판매하는 식물성 유지;해바라기유 700g, 수산화나트륨 93.8g 및 물 231g을 혼합하여 교반한 후, 냉각하여 비누를 제조하였다.

[실험 1] 관능평가

위의 실시예 1 및 실시예 2에 따라 제조된 수제 비누와 비교예 1(종래 기술에 따라 제조된 수제 비누)를 20 ~ 40세 여성 50명의 평가요원에게 1일 2회, 2주일 동안 사용하게 한 후, 결과를 평가하였다.

<평가기준>

2점: 불량

4점: 중간 이하

6점: 중간

8점: 우수함

10점: 매우 우수함

평가항목	비교예(종래기술)	실시예 1	실시예 2
피부 보습	7.4	9.2	9.5
세정 능력	8.8	9.1	9.1
거품 발생	8.4	8.5	8.5

위 표 1 에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따라 제조된 수제 비누의 보습 효과가 종래기술에 따라 제조된 수제 비누에 비하여 훨씬 향상되었음을 알 수 있다.

본 발명에 따른 수제 비누에 의하면, 식물 씨앗을 압착 정제한 오일은, 식물의 씨앗이 갖는 고유의 특징을 최대한 부각시킬 수 있으며, 어떤 식물 씨앗의 오일은 통증 이완 작용을 하며, 그 오일을 사용하면, 여드름 상처나, 남성의 면도시 베인 상처에도 전혀 아프지 않는 특징을 보인다.

[실험 2] 수제비누 내 글리세린 함량분석

분석항목	단위	분석방법	검출한계	분석결과
글리세린	%	HPLC	0.01	8.4

[시료내 글리세린 함량분석 결과]

- 시료 전처리

시료(본 발명에 따라 제조된 수제 비누)를 고온 추출 한 후 0.45 ㎛ PTFE filter 로 필터하여 분석함.

- 액체크로마토그래프 HPLC (High Performance Liquid Chromatograph) 분석조건

(1) 기기명: Waters 515 pump

Waters 717 Automatic Sample Injection System

PL-ELS 1000 ELSD Detector

(2) HPLC 컬럼: Alltect Prevail Carbohydrate ES (4.6 x 250 mm)

(3) 용매: Water : ACN = 25 : 75

(4) 유속: 1.0 mL/min

(5) Detector : ELSD Detector (Gas flow : 1.0 mL/min, Nebulizer

temperature : 85 oC, Evaporation temperature : 85 oC)

(6) 주입량: 20 μL

분석항목	단위	HPLC 측정치	희석배수	함량
글리세린	mg/kg	82745	200	83951

[시료내 글리세린 함량 측정결과]

위에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 비누는 8.4%의 글리세린을 함유하고 있는 것을 알 수 있다. 그 결과, 식물성 유지에서 지방산을 제거하지 않고, 비누화 과정을 통하여 글리세린을 생성하고, 식물성 오일이 갖는 특징을 살릴 수 있으며, 인체의 피부가 인위적 보습제 없이도 보습을 극대화할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 수제 비누 및 이의 제조 방법의 예시적인

실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (7)

1. 수제 비누 제조 방법으로서,
   식물 씨앗을 세척하는 단계;
   세척한 식물 씨앗을 압착하여 식물성 오일을 추출하는 단계;
   부직포 필터를 이용하여 추출된 식물성 오일을 1차 정제하는 단계;
   제오라이트, 해포석 및 모래를 포함하는 필터를 이용하여 식물성 오일을 2차 정제하는 단계;
   정제된 식물성 오일, 수산화나트륨 및 물을 혼합하여 교반하는 단계; 및
   혼합된 혼합물을 냉각하여 비누화하는 단계;를 포함하며,
   상기 필터는 구성 성분의 전체 중량 대비, 제오라이트는 10 ~ 15 중량%, 해포석은 10 ~ 15 중량%를 차지하며, 나머지는 모래로 구성되는 것을 특징으로 하는 수제 비누 제조 방법.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 식물 씨앗으로 해바라기씨 또는 유채씨를 사용하는 것을 특징으로 하는 수제 비누 제조 방법.
   
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 정제된 식물성 오일, 수산화나트륨 및 물을 혼합하여 교반하는 단계는
   식물성 오일 69 ~ 70중량%, 수산화나트륨 6 ~ 7중량%, 나머지는 물을 혼합하고, 섭씨 45 ~ 50도의 온도로 가열하면서 교반하는 것을 특징으로 하는 수제 비누 제조 방법.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 혼합된 혼합물을 냉각하여 비누화하는 단계는,
   상기 혼합된 혼합물을 섭씨 40 ~45도로 자연 냉각하여 비누화하는 것을 특징으로 하는 수제 비누 제조 방법.
   
7. 제1항, 제3항, 제5항 또는 제6항 중 어느 한 항에 따른 수제 비누 제조 방법에 따라 제조된 수제 비누.
   

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